10.2 焊前准备
10.2.1 焊接材料的选用应符合下列规定:
1 焊缝金属的力学性能不应低于相应母材退火状态标准规定的下限值,焊接工艺性能应良好,焊缝的使用性能应符合国家现行有关标准和设计文件的规定。
2 焊丝的化学成分应与母材相当。
3 当对焊缝有较高塑性要求时,应采用纯度比母材高的焊丝。
4 不同牌号的钛材焊接时,应按耐蚀性能较好或强度级别较低的母材选择焊丝。
5 不得从所焊母材上裁条充当焊丝。
6 保护气体应选用氩气、氦气或氩和氦的混合气。
10.2.2 钨极直流氩弧焊时,钨极直径应按所使用的焊接电流大小进行选择,其端部应修磨成圆锥形(图10.2.2)。在焊接过程中,钨极的端部应始终保持圆锥状。
10.2.3 坡口形式和尺寸宜符合本规范附录C表C.0.4规定。
10.2.4 坡口加工应采用机械加工的方法。加工后的坡口表面应平整、光滑,不得有裂纹、分层、夹杂、毛刺、飞边和氧化色。坡口表面应呈银白色金属光泽。
10.2.5 焊件组对和施焊前,坡口及焊丝的清洗应符合下列规定:
1 可根据表面污染程度选用脱脂、机械清理或化学清洗法。
2 当进行机械清理时,应清除坡口及其两侧20mm范围内的内外表面及焊丝表面的油污,并应用奥氏体不锈钢细锉、丝刷、硬质合金铰刀等机械方法清除氧化膜、毛刺或表面缺陷。清理工具应专用,并应保持清洁。
经机械清理后的表面,焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理,不得使用三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂。不得将棉质纤维附于坡口表面。
3 当采用酸洗溶液清除焊接坡口表面的氧化膜时,酸洗后,应用清水冲洗并用丝布擦干;酸洗后的焊接坡口表面应呈现银白色。
4 焊丝应保持清洁、干燥,施焊前应切除端部已被氧化的部分。当焊丝表面出现氧化现象时,应进行化学清洗。
5 清理干净的焊丝和焊件应保持干燥并加以保护,焊前不得沾污,不得用手触摸焊接部位,否则应重新进行清理。
6 坡口及焊丝清理后应及时焊接。当清理后4h仍未焊接时,焊前应重新进行清理。
10.2.6 管道对接焊缝组对时,内壁错边量不应超过母材厚度的10%,且不应大于1mm。
10.2.7 设备对接焊缝的错边量应符合本规范第8.2.7条规定。
10.2.8 不等厚对接焊件组对时,薄件端面应位于厚件端面之内。当内壁错边量大于本规范第10.2.6条、第10.2.7条的规定或外壁错边量大于3mm时,应按本规范第7.2.8条的规定进行加工。
10.2.9 当采用钢质工装器具组对时,应采取防止铁离子对钛材污染的措施。
10.2.10 定位焊缝应采用评定合格的焊接工艺,应由合格焊工施焊,焊缝长度宜为10mm~15mm,高度不应超过壁厚的2/3,定位焊间距应根据焊件尺寸和壁厚确定。定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣及氧化变色等缺陷,当发现缺陷时应及时消除。
10.2.1 本条规定了焊接材料选用原则,主要依据中国机械工程学会焊接学会编写的《焊接手册》。对于钛焊丝的杂质成分而言,基本上将碳、氮和氢的含量都同样控制在尽可能低的水平。
原规范中规定的“焊丝的化学成分和力学性能应相当”不够明确和合理,故做了相应改动。
保护气体使用时要将保护气系统如输气软管、焊炬、拖罩中的空气置换干净。保护气应选用氩气、氦气或氩氨混合气。
10.2.2 钨极的形状和尺寸直接影响着焊接电弧的稳定和钨极的烧损程度,从而直接影响焊接质量。
10.2.5 本条是根据钛材的化学活性及一些有害杂质对焊缝性能的恶劣影响,使钛焊缝对坡口及焊丝表面的污物十分敏感的情况而制定的。很多国内外相应的标准规范及有关资料都对坡口及焊丝的清洗提出严格的要求。
在钛材焊接时,焊接接头表面以及接头两侧长度至少为20mm,母材表面上的一切鳞片、漆层、残留的污物、金属碎屑、磨料粉尘和可能与钛材发生化学作用的其他杂质,均应使用奥氏体不锈钢丝刷清除干净,粗切的坡口表面、毛刺以及其他表面缺陷均应使用细齿锉磨光,所有清理工具只能用在钛焊件上,且应在使用之前予以彻底清洁。在上述机械方法清刷洁净之后,并在将要焊接之前使用不含硫的乙醇或丙酮彻底清洗,以去除油脂。清洗是保证焊接质量的主要环节之一,否则将导致铁、氢污染或形成气孔等焊接缺陷。
推荐的酸洗溶液配方和酸洗规程见表1。
10.2.7 钛及钛合金设备对接焊缝的错边量是参照ASME第Ⅷ卷《压力容器 第一册》和现行行业标准《钛制焊接容器》JB 4745-2002的规定进行了修改。
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